KR20030019804A - 프리스트레스 플레이트 거더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량의 콘크리트 바닥판과 교각의 사이에 설치되어 지지대의 역할을 하는 플레이트 거더에 관한 것으로서, 본 발명의 플레이트 거더(20)는 상부플랜지(21), 웨브(22) 및 하부플랜지(23)를 포함하며, 하부플랜지(23)는 상자형으로 구성되어 있으며, 상자형 하부플랜지(23)의 내부에는 프리스트레스를 가할 수 있는 텐던(24)이 설치되고 콘크리트(25)가 충진되는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 플레이트 거더는 하부플랜지에 프리스트레스를 가하여 상대적으로 응력수준을 낮추어 상부플랜지와 하부플랜지의 응력수준을 비슷하게 조절함으로써 강재의 효율적인 사용이 가능한 장점이 있다.

Description

프리스트레스 플레이트 거더{Prestressed Plate Girder}

본 발명은 플레이트 거더에 관한 것이며, 특히, 교량의 콘크리트 바닥판과교각의 사이에 설치되어 지지대의 역할을 하며 프리스트레스를 가할 수 있는 프리스트레스 플레이트 거더에 관한 것이다.

일반적으로 콘크리트-강주형 합성보로 제작되는 플레이트 거더(10)의 경우에는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 강주형에 콘크리트가 합성됨으로 인해 중립축이 상승하고, 그로 인해 압축을 받는 상부플랜지(11)의 압축응력 보다 인장을 받는 하부플랜지(13)의 인장응력이 크게 작용한다. 그로 인해, 플레이트 거더(10)의 설계시에는 하부플랜지(13)의 인장응력을 크게 고려하여야 할 뿐만 아니라, 하부플랜지(13)가 상부플랜지(11)보다 빨리 파손되기 때문에 강재의 효율적인 사용이 불가능하였다. 도 1 및 도 2에서 미설명부호 12는 웨브, 14는 콘크리트 바닥판을 각각 나타낸다. 그리고, 일반적인 강재로 제작되는 플레이트 거더의 경우에도 상기와 동일한 문제점이 발생하고 있다.

그리고, PC 빔(Prestressed Concrete Beam)은 콘크리트 보를 강선을 통해 프리스트레스를 가하여 제작되는 것으로서, 일반적으로 많이 사용되고 있으나, 자중이 커서 시공상의 애로사항이 많을 뿐만 아니라, 하부구조가 커져 시공상 불편한 점이 많이 있었다.

따라서, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 하부플랜지에 프리스트레스를 가하여 상대적으로 응력수준을 낮추어 상부플랜지와 하부플랜지의 응력수준을 비슷하게 조절함으로써 강재의 효율적인 사용이 가능하도록 하는 프리스트레스 플레이트 거더를 제공하는 데 그목적이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 플레이트 거더의 개략도이고,

도 2는 도 1에 도시된 플레이트 거더를 이용할 경우의 응력분포를 나타낸 개략도이고,

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 프리스트레스 플레이트 거더의 개략도이며,

도 4는 도 3에 도시된 프리스트레스 플레이트 거더를 이용할 경우의 응력분포를 나타낸 개략도이다.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

20 : 플레이트 거더 21 : 상부플랜지

22 : 웨브 23 : 하부플랜지

24 : 텐던 25 : 콘크리트

26 : 콘크리트 바닥판 27 : 교각

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 교량의 콘크리트 바닥판과 교각의 사이에 설치되어 지지대의 역할을 하는 플레이트 거더에 있어서, 상부플랜지, 웨브 및 하부플랜지를 포함하며, 상기 하부플랜지는 상자형으로 구성되어 있으며, 상기 상자형 하부플랜지의 내부에는 프리스트레스를 가할 수 있는 프리스트레스부재가 설치되고 콘크리트가 충진되는 것을 특징으로 한다.

아래에서, 본 발명에 따른 프리스트레스 플레이트 거더의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 프리스트레스 플레이트 거더의 개략도이고, 도 4는 도 3에 도시된 프리스트레스 플레이트 거더를 이용할 경우의 응력분포를 나타낸 개략도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 프리스트레스 플레이트 거더(20)는 "I"자 형강으로서, 상부플랜지(21), 웨브(22) 및 하부플랜지(23)로 구성되어 있다. 상기 하부플랜지(23)는 상자형으로 구성된 것으로서, 그 내부에는 프리스트레스를 가할 수 있는 텐던(24 ; tendon)이 설치되고 콘크리트(25)가 충진되어 있다. 즉, 하부플랜지(23)는 텐던(24)을 통해 프리스트레스 응력을 갖게 된다. 또한, 본 발명은 텐던(24) 대신에 내부에 강선이 배치되는 쉬스관(sheath)을 사용하여 프리스트레스를 가할 수도 있다. 이 쉬스관을 사용하기 위해서는, 상자형 하부플랜지(23)의 내부에 충진되는 콘크리트에 쉬스관을 매설하고, 이 쉬스관의 내부에 강선을 배치한 후 콘크리트를 충진하면 된다. 상기 텐던(24) 및 내부에 강선이 배치된 쉬스관은 프리스트레스 응력을 가하는 프리스트레스부재의 역할을 한다.

상기 하부플랜지(23)를 제작하기 위해서는, 상자형으로 틀을 구성한 후 그 내부에 텐던(24)을 배치하여 인장시켜 프리스트레스를 가한 다음, 콘크리트(25)를 충진시키는 방식을 통해 제작된다.

그리고, 본 발명의 상부플랜지(21)와 웨브(22)는 종래기술의 상부플랜지 및 웨브와 동일한 강재로 구성되어 있다. 도 3 및 도 4에서 미설명부호 26은 콘크리트 바닥판, 27은 교각을 각각 나타낸다.

즉, 본 발명의 프리스트레스 플레이트 거더(20)는 하부플랜지(23)에 프리스트레스를 가하여 거더 전체에 압축력과 부모멘트가 발생하도록 함으로써 도 4에 도시된 프리스트레스 응력을 갖게 하는 것이다. 이러한 프리스트레스 응력의 정도는 추가적으로 발생되는 응력을 계산하여 프리스트레스 응력과 추가적인 응력이 합이 상하부플랜지(21, 23)의 끝단에서 비슷한 수준이 되도록 조절하면 된다. 즉, 상부플랜지(21)의 압축응력과 하부플랜지(23)의 인장응력이 비슷한 수준이 되도록 조절하면 된다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 프리스트레스 플레이트 거더는 프리스트레스의 크기를 조절하여 압축응력과 인장응력을 비슷하게 함으로써 강재의 효율적인 사용이 가능하다.

또한, 본 발명의 프리스트레스 플레이트 거더는 하부플랜지에만 콘크리트가충진되기 때문에 종래의 PC 빔에 비해 자중이 가벼워 하부구조의 건설비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 육중해 보이는 종래의 PC 빔에 비해 미관도 우수하다는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 프리스트레스 플레이트 거더에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (3)

1. 교량의 콘크리트 바닥판과 교각의 사이에 설치되어 지지대의 역할을 하는 플레이트 거더에 있어서,

   상부플랜지, 웨브 및 하부플랜지를 포함하며, 상기 하부플랜지는 상자형으로 구성되어 있으며, 상기 상자형 하부플랜지의 내부에는 프리스트레스(prestress)를 가할 수 있는 프리스트레스부재가 설치되고 콘크리트가 충진되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 플레이트 거더.
2. 제1항에 있어서, 상기 프리스트레스부재는 텐던(tendon)인 것을 특징으로 하는 프리스트레스 플레이트 거더.
3. 제1항에 있어서, 상기 프리스트레스부재는 내부에 강선이 배치되는 쉬스관(sheath)인 것을 특징으로 하는 프리스트레스 플레이트 거더.